JPH08237929A - Rotary actuator - Google Patents

Rotary actuator

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Publication number
JPH08237929A
JPH08237929A JP3708795A JP3708795A JPH08237929A JP H08237929 A JPH08237929 A JP H08237929A JP 3708795 A JP3708795 A JP 3708795A JP 3708795 A JP3708795 A JP 3708795A JP H08237929 A JPH08237929 A JP H08237929A
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JP
Japan
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magnetic flux
side member
magnetic
rotating
pair
Prior art date
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Pending
Application number
JP3708795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Kobayashi
喜幸 小林
Toshiro Ichikawa
敏朗 市川
Hideaki Nakamura
英昭 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
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Priority to US08/606,281 priority patent/US5647321A/en
Priority to DE19606836A priority patent/DE19606836A1/en
Publication of JPH08237929A publication Critical patent/JPH08237929A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To increase holding power at a specified driving position without increasing power consumption by installing a pair of magnetic members on an outer face of a rotation-side member for dividing magnetic flux and installing a permanent magnet and a plurality of stator blocks on a fixed-side member and thereby forming magnetic paths which have 1 small magnetic energy loss. CONSTITUTION: A rotation-side member B is constituted of a rotary shaft of a rotor 30 and a pair of rotor yokes 31, 32 which are fastened on an outer face of the rotary shaft 30. On the other hand, a fixed-side member A are constituted of a pair of upper and lower circular arc body yokes 1, 2, a pair of right and left stator yokes 3, 4, and connection yokes 5, 6, 7, 8 which connect ends of the yokes 1, 2, 3, 4 and all these parts constitute a cylindrical yoke section. Then, a permanent magnet 14 is fixed on an inner face of the upper circular arc body yoke 1 and a stator yoke 18 is fixed on an inner face of the lower circular arc body yoke 2. Because of this structure, magnetic paths D1 , D2 , D3 , and D4 are formed and thereby magnetic energy of the permanent magnet 14 can be used efficiently and holding power at a specified position can be increased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、アイドル回転
数制御用電磁バルブを駆動する場合等において用いられ
るロータリアクチュエータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary actuator used for driving an idle speed control electromagnetic valve, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ロータリアクチュエータとして
は、例えば、特公昭64−2023号公報の第5ページ
第1〜5図に記載されている「回転駆動装置」がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a rotary actuator, for example, there is a "rotational driving device" described in JP-B-64-2023, page 5, FIGS.

【0003】この「回転駆動装置」(以後、ロータリア
クチュエータという)は、第1の磁気通路を形成する部
材(第1のヨーク)と、該第1の磁気通路の軸方向に磁
束を発生させるコイル手段と、第1の磁気通路内に設け
られ、第1の磁気通路の軸方向の幅が広く、該軸方向と
直交する方向の幅が狭い狭窄部が形成された空間と、該
空間内に回転可能に配置され径方向に2極着磁された回
転永久磁石と、第1の磁気通路を形成する部材に実質的
に接し、該回転永久磁石の回転軸方向および第1の磁気
通路の軸方向と互いに直交する方向に設けられ第2の磁
気通路を形成する強磁性体ヨーク部材(第2のヨーク)
と、を具備したものであった。
This "rotary driving device" (hereinafter referred to as a rotary actuator) is a member (first yoke) forming a first magnetic path and a coil for generating a magnetic flux in the axial direction of the first magnetic path. And a space provided in the first magnetic passage, in which the first magnetic passage has a wide axial width and a narrow constriction in a direction orthogonal to the axial direction, and a space formed in the space. The rotating permanent magnet, which is rotatably arranged and is magnetized in the radial direction with two poles, is substantially in contact with the member forming the first magnetic path, and is in the rotation axis direction of the rotating permanent magnet and the axis of the first magnetic path. Ferromagnetic yoke member (second yoke) provided in directions orthogonal to each other and forming a second magnetic path.
It was equipped with.

【0004】即ち、この従来例では、ロータ側に2極着
磁された回転永久磁石を用い、この回転永久磁石を第1
の磁気通路内に形成された空間(第1の磁気通路の軸方
向に長い)内で回転させることにより、回転永久磁石の
磁路の磁気抵抗が変化し、中性安定位置(両狭窄部を結
ぶ方向、即ち、回転永久磁石の磁束が第1の磁気通路の
軸方向と直交する方向)に戻すトルクが働くように構成
されている。そして、この状態でコイル手段に通電する
ことにより、回転永久磁石の磁束とは直交する方向であ
る第1の磁気通路の軸方向に磁束を発生させ、この磁束
の強さ(コイル手段への通電電流の大きさ)に応じて回
転永久磁石を中性安定位置から任意の回転角度位置まで
回転させ、かつ、その位置に保持させることができる。
That is, in this conventional example, a rotating permanent magnet having two poles magnetized on the rotor side is used, and the rotating permanent magnet is used as the first permanent magnet.
The magnetic resistance of the magnetic path of the rotating permanent magnet is changed by rotating in a space (long in the axial direction of the first magnetic path) formed in the magnetic path of, and the neutral stable position (both narrowed portions are A torque that returns in the connecting direction, that is, the direction in which the magnetic flux of the rotating permanent magnet is orthogonal to the axial direction of the first magnetic path) is exerted. Then, by energizing the coil means in this state, a magnetic flux is generated in the axial direction of the first magnetic path, which is a direction orthogonal to the magnetic flux of the rotating permanent magnet, and the strength of this magnetic flux (energization to the coil means is applied. The rotating permanent magnet can be rotated from the neutral stable position to an arbitrary rotation angle position and held at that position according to the magnitude of the electric current.

【0005】また、この従来例では、第2の磁気通路を
形成する強磁性体ヨーク部材(第2のヨーク)により、
中性安定位置における回転永久磁石の磁路の磁気抵抗を
減少させて回転永久磁石を中性安定位置に戻すトルクを
高め、これにより、回転永久磁石の回転角に対するトル
ク変化率(勾配)を大きくし、即ち、所定の回転位置に
おける保持力を高めるようにしたものであった。
Further, in this conventional example, by the ferromagnetic yoke member (second yoke) forming the second magnetic path,
The magnetic resistance of the magnetic path of the rotating permanent magnet in the neutral stable position is reduced to increase the torque that returns the rotating permanent magnet to the neutral stable position, thereby increasing the torque change rate (gradient) with respect to the rotation angle of the rotating permanent magnet. That is, the holding force at a predetermined rotational position is increased.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例のロータリアクチュエータにおいては、以下に述
べるような問題点があった。即ち、従来例のロータリア
クチュエータにおいては、上述のように、強磁性体で形
成された第1の磁気通路を形成する部材(第1のヨー
ク)内に設けられた空間に2極着磁された回転永久磁石
を配置した構造であり、即ち、回転永久磁石の回りに形
成される磁場は前記第1の磁気通路を形成する部材(第
1のヨーク)により全周短絡されていて、回転永久磁石
で発生する磁束の一部がコイル手段を有する第1の磁気
通路側にも分流し、回転永久磁石の磁束に対して直交方
向に与える磁束を減少させるため、回転永久磁石の回転
に伴う前記磁場の磁気抵抗変化が緩やかになり、これに
より、回転角に対するトルク変化率(勾配)が小さく、
所定の回転位置での外乱トルクに対する保持力が小さく
なってしまう。
However, the above-described conventional rotary actuator has the following problems. That is, in the rotary actuator of the conventional example, as described above, the space provided in the member (first yoke) forming the first magnetic path formed of the ferromagnetic material is magnetized into two poles. The rotary permanent magnet is arranged, that is, the magnetic field formed around the rotary permanent magnet is short-circuited around the entire circumference by the member (first yoke) forming the first magnetic path. A part of the magnetic flux generated in (1) is shunted to the side of the first magnetic path having the coil means to reduce the magnetic flux applied in the direction orthogonal to the magnetic flux of the rotating permanent magnet. The magnetic reluctance change of becomes gentle, and the torque change rate (gradient) with respect to the rotation angle is small,
The holding force against the disturbance torque at the predetermined rotation position becomes small.

【0007】従って、回転永久磁石に作用する外乱トル
クの大小によって回転位置が大きく変動してしまう。例
えば、エンジンの吸気路の一部に設けられたバルブを直
接このロータリアクチュエータで駆動する場合、バルブ
に発生するフローフォース等により、ロータ側である回
転永久磁石に外乱としての回転トルクが作用してその回
転位置を変動させることでバルブ開度が変動し、これに
より、エンジン回転数にハンチングを生じるさせるとい
う不具合が生じる。
Therefore, the rotational position fluctuates greatly depending on the magnitude of the disturbance torque acting on the rotating permanent magnet. For example, when a valve provided in a part of the intake passage of the engine is directly driven by this rotary actuator, the rotational torque as a disturbance acts on the rotating permanent magnet on the rotor side due to the flow force generated in the valve. By changing the rotational position, the valve opening changes, which causes a problem that hunting occurs in the engine speed.

【0008】なお、強磁性体ヨーク部材により第2の磁
気通路を形成しても、第1の磁気通路を形成する部材
(第1のヨーク)により全周短絡された状態となってい
る以上、大きな改善効果は得られない。また、従来例に
おいては、狭窄部を形成する代わりに、第1の磁気通路
を形成する部材(第1のヨーク)を若干のスリット部を
もって2分割することにより、回転永久磁石回りでの磁
気的短絡をなくす案も提案されているが、スリットで2
分割された第1のヨークは第1の磁気通路で連結されて
いるため、第1の磁気通路自体は回転永久磁石に対して
は磁気的に短絡経路を形成していることになり、従っ
て、大きな改善効果は得られない。
Even if the second magnetic path is formed by the ferromagnetic yoke member, the entire circumference is short-circuited by the member (first yoke) forming the first magnetic path. No significant improvement effect can be obtained. Further, in the conventional example, instead of forming the narrowed portion, the member (first yoke) forming the first magnetic path is divided into two with a slight slit portion, so that the magnetic field around the rotary permanent magnet is reduced. A plan to eliminate the short circuit is also proposed, but with a slit
Since the divided first yokes are connected by the first magnetic path, the first magnetic path itself forms a magnetically short-circuited path with respect to the rotating permanent magnet, and therefore, No significant improvement effect can be obtained.

【0009】そこで、コイルへの通電電流値の増大によ
り回転永久磁石を回転させるのに必要なコイル起磁力を
大きくしてやるか、回転永久磁石として磁力の強い希土
類磁石を使用することにより、上述の問題点を改善する
ことが可能であるが、前者の場合、消費電力の増大につ
ながるし、また、後者の場合、希土類磁石はフェライト
磁石に比べると非常に高価であるため、コストアップに
つながるという別の問題を生じさせることになる。な
お、円筒形状のフェライト磁石は、製造工程で割れが発
生するため実質的に円筒形状に作ることが困難である。
Therefore, either the coil magnetomotive force required to rotate the rotating permanent magnet is increased by increasing the value of the current passed through the coil, or a rare earth magnet having a strong magnetic force is used as the rotating permanent magnet to solve the above problems. Although it is possible to improve the point, in the former case, power consumption increases, and in the latter case, rare earth magnets are much more expensive than ferrite magnets, which leads to cost increase. Will cause problems. It should be noted that it is difficult to form a cylindrical ferrite magnet into a substantially cylindrical shape because cracks occur during the manufacturing process.

【0010】本発明は、上述のような従来の問題点に着
目してなされたもので、消費電力の増大及びコストアッ
プをきたすことなしに、所定の駆動位置での外力に対す
る保持力を高めることができるロータリアクチュエータ
を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned conventional problems, and enhances the holding force against external force at a predetermined drive position without increasing power consumption and cost. It is an object of the present invention to provide a rotary actuator capable of performing the above.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明請求項1記載のロータリアクチュエータは、略
環状に形成された固定側部材と該固定側部材内において
回動自在に設けられた回動側部材とで構成され、前記回
動側部材の外周には、外周面が円弧状に形成されていて
その回動方向両端部相互間にそれぞれ磁束分離部を介し
て互いに磁気的に分離された一対の磁性部材よりなる磁
束分流手段が設けられ、前記両磁束分流手段の円弧状外
周面と対向する固定側部材の内面側には、各磁束分流手
段の円弧状外周面とそれぞれ所定の小間隙を有して円弧
状に対面する一対のステータが設けられ、該一対の両ス
テータのうちの少なくとも一方には、回動側部材の回動
方向と直交する方向の磁束を発生させると共にその起磁
力をコントロール可能なコイル手段が設けられ、前記両
磁束分離部の一方側と対面する固定側部材の内面側に
は、回動側部材の回動方向と直交する方向に2極着磁さ
れていて両磁束分流手段の一方の端部がそれぞれ所定の
小間隙を有して円弧状に対面する永久磁石が設けられ、
前記両磁束分離部のもう一方側と対面する固定側部材の
内面側には、両磁束分流手段の回動側部材の回動方向と
直交する方向に突出していて両磁束分流手段のもう一方
の端部がそれぞれ所定の小間隙を有して円弧状に対面す
るステータが設けられ、前記固定側部材には、回動側部
材における各磁束分流手段と対面する側とはそれぞれ反
対側において永久磁石と両一対の各ステータとの間、及
び、ステータと一対の各ステータとの間をそれぞれ磁気
的に連通する磁気通路形成手段を備えている手段とし
た。
In order to achieve the above object, a rotary actuator according to a first aspect of the present invention is provided with a fixed side member formed in a substantially annular shape and rotatably provided in the fixed side member. The turning side member has an outer circumferential surface formed in an arc shape on the outer circumference of the turning side member, and is magnetically separated from each other through magnetic flux separating portions between both ends in the turning direction. Magnetic flux shunting means consisting of a pair of magnetic flux shunting means provided on the inner surface side of the fixed-side member facing the arcuate outer circumferential surfaces of both the magnetic flux shunting means and the arcuate outer circumferential surfaces of the respective magnetic flux shunting means. A pair of stators facing each other in an arc shape with a small gap is provided, and at least one of the pair of stators generates a magnetic flux in a direction orthogonal to the rotating direction of the rotating side member and Control magnetomotive force Is provided with an effective coil means, and two magnetic fluxes are magnetized on the inner surface side of the fixed-side member facing one side of the both magnetic flux separation portions in a direction orthogonal to the rotation direction of the rotation-side member. One end of the flow dividing means is provided with permanent magnets facing each other in an arc shape with a predetermined small gap,
On the inner surface side of the fixed side member facing the other side of both the magnetic flux separating portions, the other side of the two magnetic flux shunting means is projected in the direction orthogonal to the rotating direction of the rotating side member of the two magnetic flux shunting means. A stator having end portions each having a predetermined small gap and facing each other in an arc shape is provided, and the fixed side member has a permanent magnet on a side opposite to a side of the rotating side member facing each magnetic flux shunting means. And a pair of stators, and a magnetic path forming means that magnetically communicates between the stator and the pair of stators.

【0012】また、請求項2記載のロータリアクチュエ
ータは、略環状に形成された固定側部材と該固定側部材
内において回動自在に設けられた回動側部材とで構成さ
れ、前記回動側部材の外周には、外周面が円弧状に形成
されていてその回動方向両端部相互間にそれぞれ磁束分
離部を介して互いに磁気的に分離された一対の磁性部材
よりなる磁束分流手段が設けられ、前記両磁束分流手段
の円弧状外周面と対向する固定側部材の内面側には、各
磁束分流手段の円弧状外周面とそれぞれ所定の小間隙を
有して円弧状に対面する一対のステータが設けられ、該
一対の両ステータのうちの少なくとも一方には、回動側
部材の回動方向と直交する方向の磁束を発生させると共
にその起磁力をコントロール可能なコイル手段が設けら
れ、前記両磁束分離部とそれぞれ対面する固定側部材の
内面側には、回動側部材の回動方向と直交する方向に2
極着磁されていて両磁束分流手段の一方の端部がそれぞ
れ所定の小間隙を有して円弧状に対面する一対の永久磁
石が設けられ、前記固定側部材には、回動側部材におけ
る各磁束分流手段と対面する側とはそれぞれ反対側にお
いて両永久磁石と一対の各ステータとの間をそれぞれ磁
気的に連通する磁気通路形成手段を備えている手段とし
た。
A rotary actuator according to a second aspect of the present invention comprises a fixed side member formed in a substantially annular shape and a turning side member rotatably provided in the fixed side member. On the outer periphery of the member, there is provided a magnetic flux shunting unit having a pair of magnetic members each having an outer peripheral surface formed in an arc shape and magnetically separated from each other between both ends in the rotation direction through magnetic flux separating portions. On the inner surface side of the fixed-side member facing the arcuate outer peripheral surfaces of both the magnetic flux shunting means, a pair of arcuate outer peripheral surfaces of the respective magnetic flux shunting means are arcuately facing each other with a predetermined small gap. A stator is provided, and at least one of the pair of stators is provided with coil means capable of generating a magnetic flux in a direction orthogonal to the rotating direction of the rotating side member and controlling the magnetomotive force thereof. Both magnetic flux Parts and on the inner surface side of the fixed-side member facing each 2 in the direction orthogonal to the rotating direction of the rotation-side member
A pair of permanent magnets, which are pole-polarized and one end of each of the magnetic flux shunting means has a predetermined small gap and face each other in an arc shape, is provided. The magnetic flux shunting means is provided with magnetic path forming means for magnetically communicating between the permanent magnets and the pair of stators on the side opposite to the side facing the magnetic flux shunting means.

【0013】また、請求項3記載のロータリアクチュエ
ータは、前記請求項1または請求項2において、前記一
方のステータに設けられたコイル手段が、該ステータに
発生させる磁束の方向を正逆切り換え可能で正逆各磁束
の起磁力をコントロール可能に構成されている手段とし
た。
According to a third aspect of the present invention, in the rotary actuator according to the first or second aspect, the coil means provided in the one stator can switch the direction of the magnetic flux generated in the stator between normal and reverse directions. The means configured to control the magnetomotive force of each of the forward and reverse magnetic fluxes was adopted.

【0014】また、請求項4記載のロータリアクチュエ
ータは、前記請求項3において、前記一方のステータに
設けられたコイル手段が、該ステータに互いに逆方向の
磁束を発生させる2つのコイルを備えている手段とし
た。
According to a fourth aspect of the present invention, in the rotary actuator according to the third aspect, the coil means provided on the one stator includes two coils that generate magnetic fluxes in mutually opposite directions. The means.

【0015】また、請求項5記載にロータリアクチュエ
ータは、前記請求項4において、デューティ信号に基づ
き、オンデューティ時には一方のコイル手段のみに通電
し、オフデューティ時にはもう一方のコイル手段のみに
通電し、デューティ信号のデューティ比を可変制御する
ことにより両ステータに発生させる起磁力をコントロー
ルするようにした。
According to a fifth aspect of the present invention, in the rotary actuator according to the fourth aspect, only one coil means is energized during on-duty and only the other coil means is energized during off-duty, based on the duty signal. The magnetomotive force generated in both stators is controlled by variably controlling the duty ratio of the duty signal.

【0016】また、請求項6記載のロータリアクチュエ
ータは、前記請求項1または請求項2において、前記一
対の両ステータには、回動側部材の回動方向と直交する
方向で両磁束分流手段と対面する側が同一の極となる磁
束を発生させると共にその起磁力をコントロール可能な
コイル手段が設けられている手段とした。
According to a sixth aspect of the present invention, in the rotary actuator according to the first or second aspect, the pair of stators are provided with both magnetic flux shunting means in a direction orthogonal to a rotating direction of the rotating side member. A means for generating a magnetic flux having the same pole on the facing side and providing a coil means capable of controlling the magnetomotive force is provided.

【0017】また、請求項7記載のロータリアクチュエ
ータは、前記請求項6において、デューティ信号に基づ
き、オンデューティ時には一方のコイル手段のみに通電
し、オフデューティ時にはもう一方のコイル手段のみに
通電し、デューティ信号のデューティ比を可変制御する
ことにより一対の両ステータに発生させる起磁力をコン
トロールするようにした。
According to a sixth aspect of the present invention, in the rotary actuator according to the sixth aspect, only one coil means is energized during on-duty and only the other coil means is energized during off-duty, based on the duty signal. The magnetomotive force generated in the pair of stators is controlled by variably controlling the duty ratio of the duty signal.

【0018】[0018]

【作用】この発明請求項1記載のロータリアクチュエー
タでは、上述のように構成されるため、コイル手段への
無通電状態においては、永久磁石の磁束は、一方の磁束
分流部における両磁束分流手段との対向面間に形成され
た小間隙をそれぞれ通過して両磁束分流手段に分流さ
れ、さらに、両磁束分流手段と両ステータとの対向面間
にそれぞれ形成された小間隙を通過して両ステータに流
れ込んだ後、両磁気通路形成手段をそれぞれ経由して
(もしくは以上とは逆方向の流れで)永久磁石に戻る、
という分流された2つの磁気通路の他、永久磁石の磁束
が両磁束分流手段との間に形成された小間隙をそれぞれ
通過して両磁束分流手段に分流された後、もう一方の磁
束分流部におけるステータとの対向面に形成された小間
隙をそれぞれ通過してステータに流れ込んだ後、両磁気
通路形成手段を経由して(もしくは以上とは逆方向の流
れで)永久磁石に戻る、という分流された2つの磁気通
路が形成された状態となっている。
In the rotary actuator according to the first aspect of the present invention, since it is configured as described above, when the coil means is not energized, the magnetic flux of the permanent magnet becomes the magnetic flux diverting means in one magnetic flux diverting portion. Through the small gaps formed between the facing surfaces of the two magnetic flux shunting means, and the flow is shunted by the magnetic flux shunting means, and further passes through the small gaps formed between the facing surfaces of the magnetic flux shunting means and the stators. , Then return to the permanent magnet via each of the magnetic path forming means (or in the opposite direction),
In addition to the two divided magnetic paths, the magnetic flux of the permanent magnet passes through the small gaps formed between the two magnetic flux diverting means and is diverted to both magnetic flux diverting means, and then the other magnetic flux diverting portion. In the shunt, after passing through the small gaps formed in the surface facing the stator in each of the above and flowing into the stator, it returns to the permanent magnet via both magnetic path forming means (or in the opposite direction to the above). The two magnetic paths thus formed are formed.

【0019】この時、両磁束分流手段と永久磁石との間
の対向面に形成される両小間隙の面積、即ち、2つの磁
気通路の断面積が同一でない場合(及び、両磁束分流手
段とステータとの間の対向面に形成される両小間隙の面
積、即ち、2つの磁気通路の断面積が同一でない場合)
は、磁気通路断面積の大きい方の磁気通路側に対し小さ
い方の磁気通路側の磁気抵抗が大きくなるという磁気抵
抗差が発生するが、両小間隙部における磁気抵抗をそれ
ぞれ減少(面積をそれぞれ増加)させる方向に回動側部
材を回動させるトルクが互いに相対する方向に作用し、
このため、両方トルクが均等にバランスする位置、即
ち、両磁束分流手段と永久磁石との間の対向面に形成さ
れる両小間隙の面積、及び、両磁束分流手段とステータ
との間の対向面に形成される両小間隙の面積がそれぞれ
同一となる中性安定位置に回動側部材を復帰させる復帰
トルクが常に働いた状態となっている。
At this time, when the areas of the two small gaps formed on the facing surfaces between the magnetic flux shunting means and the permanent magnet, that is, the cross-sectional areas of the two magnetic paths are not the same (and (The area of both small gaps formed on the surface facing the stator, that is, when the cross-sectional areas of the two magnetic paths are not the same)
Causes a magnetic reluctance difference that the magnetic reluctance on the side of the smaller magnetic passage becomes larger than that on the side of the larger magnetic passage cross-sectional area. The torques that rotate the rotation-side member in the increasing direction act in directions opposite to each other,
Therefore, both torques are evenly balanced, that is, the areas of both small gaps formed on the facing surfaces between the magnetic flux shunting means and the permanent magnets, and the facing areas between the magnetic flux shunting means and the stator. The return torque for returning the turning-side member to the neutral stable position where the areas of both the small gaps formed on the surface are the same is always working.

【0020】従って、両コイル手段への無通電状態にお
いては、回動側部材を中性安定位置に保持させることが
できるもので、この中性安定位置から回動側部材がいず
れかの方向に回動した場合には、その回動による磁気抵
抗変化量に比例した中性安定位置への復帰トルクが発生
し、この復帰トルクの強さが回動側部材の所定回動位置
における外乱に対する保持力の大きさとなる。
Therefore, when both coil means are not energized, the turning side member can be held at the neutral stable position. From this neutral stable position, the turning side member can move in either direction. When rotated, a return torque to the neutral stable position is generated which is proportional to the amount of change in magnetic resistance due to the rotation, and the strength of this return torque holds the rotation side member against disturbance at the predetermined rotation position. It becomes the magnitude of power.

【0021】次に、コイル手段への通電により、一方の
ステータに磁束を発生させると、4つの磁気通路におけ
る磁束の強さが不均一となることから、4つの小間隙部
の面積が同一の状態では両磁気通路における磁気抵抗の
バランスが崩れた状態となるため、再び磁気抵抗がバラ
ンスする位置まで回動側部材を回動させるトルクが発生
し、このトルクにより、回動側部材を中性安定位置から
所定の位置まで回動させ、その位置に保持させることが
できる。
Next, when a magnetic flux is generated in one of the stators by energizing the coil means, the strength of the magnetic flux in the four magnetic paths becomes non-uniform, so that the four small gap portions have the same area. In this state, the balance of the magnetic resistance in both magnetic paths is lost, so torque is generated to rotate the rotating member to a position where the magnetic resistance is balanced again, and this torque causes the rotating member to become neutral. It can be rotated from a stable position to a predetermined position and held at that position.

【0022】そして、永久磁石の磁束は、永久磁石,両
磁束分流手段,両ステータ及び両磁気通路形成手段で構
成される磁気通路と、永久磁石,両磁束分流手段,ステ
ータ及び両磁気通路形成手段で構成される磁気通路のみ
を流れ、従来例のような磁気エネルギロスの原因となる
その他の短絡路は存在しない構造であるため、永久磁石
の持つ磁気エネルギを効率的に利用することができる。
従って、消費電力の増大及びコストアップをきたすこと
なしに、所定の駆動位置での外力に対する保持力を高め
ることができる。
The magnetic flux of the permanent magnet includes a magnetic path composed of the permanent magnet, both magnetic flux shunting means, both stators and both magnetic path forming means, and permanent magnet, both magnetic flux shunting means, stator and both magnetic path forming means. Since it has a structure in which only the magnetic path constituted by (3) flows and there is no other short-circuit path that causes magnetic energy loss as in the conventional example, the magnetic energy of the permanent magnet can be efficiently used.
Therefore, it is possible to increase the holding force against the external force at the predetermined driving position without increasing the power consumption and the cost.

【0023】また、請求項2記載のロータリアクチュエ
ータでは、前記請求項1記載のロータリアクチュエータ
における磁束分離部側のステータが永久磁石に変わった
もので、この永久磁石の磁束により、前記磁気通路の磁
束が強くなり、即ち、所定の駆動位置での外力に対する
保持力を高めることができる。
Further, in the rotary actuator according to claim 2, the stator on the magnetic flux separating portion side in the rotary actuator according to claim 1 is changed to a permanent magnet, and the magnetic flux of the permanent magnet causes the magnetic flux of the magnetic path. Is stronger, that is, the holding force against external force at a predetermined drive position can be increased.

【0024】また、請求項3記載のロータリアクチュエ
ータでは、コイル手段により、一方のステータに対し正
逆いずれか一方に磁束を発生させると、中性安定位置か
ら所定の方向に回動側部材を回動させ、また、前記とは
逆方向に磁束を発生させると、中性安定位置から前記と
は逆方向に回動側部材を回動させることができる。
Further, in the rotary actuator according to the third aspect of the invention, when the magnetic flux is generated by the coil means in either one of the forward and reverse directions with respect to the one stator, the rotary side member is rotated in a predetermined direction from the neutral stable position. When it is moved and a magnetic flux is generated in the opposite direction to the above, the rotating side member can be rotated in the opposite direction from the neutral stable position.

【0025】また、請求項4記載のロータリアクチュエ
ータでは、前記請求項3において、2つのコイルに対す
る通電の切り換えによりステータに発生させる磁束の切
り換えが行なわれる。
Further, in the rotary actuator according to the fourth aspect, in the third aspect, the magnetic flux generated in the stator is switched by switching the energization of the two coils.

【0026】また、請求項5記載のロータリアクチュエ
ータでは、前記請求項3において、デューティ信号に基
づき、オンデューティ時には一方のコイル側のみに通電
し、オフデューティ時にはもう一方のコイル側のみに通
電し、デューティ信号のデューティ比を可変制御するこ
とによりステータに発生させる正逆各磁束方向の起磁力
をコントロールすることができるもので、即ち、デュー
ティ比が50%で回動側部材は中性安定位置に保持され、
デューティ比を50%から増減させることにより、回動側
部材を中性安定位置を中心として互いに反対方向に回動
させることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the rotary actuator according to the third aspect, only one coil side is energized during on-duty and only the other coil side is energized during off-duty, based on the duty signal. By variably controlling the duty ratio of the duty signal, it is possible to control the magnetomotive force in each of the forward and reverse magnetic flux directions generated in the stator, that is, when the duty ratio is 50% and the rotating side member is at the neutral stable position. Retained,
By increasing / decreasing the duty ratio from 50%, it is possible to rotate the rotating side members in mutually opposite directions about the neutral stable position.

【0027】また、請求項6記載のロータリアクチュエ
ータでは、前記一対のステータの両方に設けられたコイ
ル手段のいずれか一方に通電することにより、中性安定
位置から所定の方向に回動側部材を回動させ、また、コ
イル手段のもう一方に通電することにより、中性安定位
置から前記とは逆方向に回動側部材を回動させることが
できる。
Further, in the rotary actuator according to the sixth aspect, by energizing either one of the coil means provided in both of the pair of stators, the rotary side member is moved in a predetermined direction from the neutral stable position. By rotating and energizing the other side of the coil means, the rotating side member can be rotated in the opposite direction from the neutral stable position.

【0028】また、請求項7記載のロータリアクチュエ
ータでは、前記請求項6において、デューティ信号に基
づき、オンデューティ時には一方のコイル手段のみに通
電し、オフデューティ時にはもう一方のコイル手段のみ
に通電し、デューティ信号のデューティ比を可変制御す
ることにより両ステータに発生させる起磁力をコントロ
ールすることができるもので、、即ち、デューティ比が
50%で回動側部材は中性安定位置に保持され、デューテ
ィ比を50%から増減させることにより、回動側部材を中
性安定位置を中心として互いに反対方向に回動させるこ
とができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the rotary actuator according to the sixth aspect, based on the duty signal, only one coil means is energized during on-duty and only the other coil means is energized during off-duty. The magnetomotive force generated in both stators can be controlled by variably controlling the duty ratio of the duty signal.
At 50%, the turning side member is held at the neutral stable position, and by increasing or decreasing the duty ratio from 50%, the turning side member can be turned in the opposite directions about the neutral stable position.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。 (第1実施例)図1は、本発明第1実施例のロータリア
クチュエータを示す断面図(図2のI−I線)、図2は
図1のII−II線における断面図であり、両図において、
Aは固定側部材、Bは回動側部材である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view (II line in FIG. 2) showing a rotary actuator of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. In the figure,
A is a fixed member, and B is a rotary member.

【0030】まず、前記固定側部材Aについて説明する
と、それぞれ強磁性体よりなる上下一対の円弧状ボディ
ヨーク1,2と、左右一対のステータヨーク3,4と、
各ヨーク1,2,3,4の端部を連結する連結ヨーク
5,6,7,8とで略円筒状のヨーク部が形成されると
共に、該円筒状ヨーク部の両端開口部には非磁性体より
なるアルミニューム製のキャップ9,10が装着され、
この両キャップ9,10の中心部には、ベアリング1
1,12が圧入固定されている。なお、13は前記各部
材間を連結するねじである。
First, the fixed member A will be described. A pair of upper and lower arcuate body yokes 1 and 2 each made of a ferromagnetic material, and a pair of left and right stator yokes 3 and 4, respectively.
A substantially cylindrical yoke portion is formed by the connecting yokes 5, 6, 7, and 8 that connect the end portions of the respective yokes 1, 2, 3, and 4, and the opening portions at both ends of the cylindrical yoke portion are not connected. Aluminum caps 9 and 10 made of magnetic material are attached,
At the center of both caps 9 and 10, the bearing 1
1, 12 are press-fitted and fixed. In addition, 13 is a screw for connecting the respective members.

【0031】前記上側の円弧状ボディヨーク1の内周側
には、円筒状ヨーク部の径方向に2極着磁された永久磁
石14が接着固定されている。この永久磁石14として
フェライト磁石が用いられ、内周面が円筒状ヨーク部の
軸心部を中心とする円弧状に形成されると共に、外周側
がN極で内周側がS極となるように径方向に2極着磁さ
れている。
On the inner peripheral side of the upper arc-shaped body yoke 1, a permanent magnet 14 having two poles magnetized in the radial direction of the cylindrical yoke portion is adhered and fixed. A ferrite magnet is used as the permanent magnet 14, and the inner peripheral surface is formed in an arc shape centered on the axial center portion of the cylindrical yoke portion, and the outer peripheral side has a N pole and the inner peripheral side has a S pole. It is magnetized in two directions.

【0032】前記下側の円弧状ボディヨーク2の内周側
には、円筒状ヨーク部の軸心部を中心として前記永久磁
石14と対象形状のステータ18が接着固定されてい
る。
On the inner peripheral side of the lower arc-shaped body yoke 2, the permanent magnet 14 and the stator 18 of the target shape are bonded and fixed around the axial center of the cylindrical yoke portion.

【0033】前記左右両ステータヨーク3,4の内面側
には、強磁性体よりなるステータ15,16がそれぞれ
ねじ17a,17bで締結固定されている。この両ステ
ータ15,16は、その内周面が前記永久磁石14と同
様に円筒状ヨーク部の軸心部を中心とする円弧状に形成
されると共に、外周側には図示を省略した絶縁コーティ
ングを介し、ステータ15,16に径方向の磁束を発生
させるコイル19,20が巻かれている。
On the inner surfaces of the left and right stator yokes 3 and 4, stators 15 and 16 made of a ferromagnetic material are fastened and fixed by screws 17a and 17b, respectively. The inner peripheral surfaces of both the stators 15 and 16 are formed in an arc shape with the axial center of the cylindrical yoke portion as the center, similarly to the permanent magnet 14, and an insulating coating (not shown) is provided on the outer peripheral side. The coils 19 and 20 for generating magnetic flux in the radial direction are wound around the stators 15 and 16 via the.

【0034】次に、回動側部材Bについて説明すると、
この回動側部材Bは、ロータ回転軸30と、該ロータ回
転軸30の外周に接着固定された一対のロータヨーク3
1,32とで構成されている。
Next, the rotating member B will be described.
The rotating side member B includes a rotor rotating shaft 30 and a pair of rotor yokes 3 bonded and fixed to the outer periphery of the rotor rotating shaft 30.
1 and 32.

【0035】前記ロータ回転軸30は、非磁性体である
ステンレス(SUS304)で形成されていて、その両端が前
記ベアリング11,12により回転自在に軸支された状
態で設けられている。
The rotor rotary shaft 30 is made of stainless steel (SUS304) which is a non-magnetic material, and both ends of the rotor rotary shaft 30 are rotatably supported by the bearings 11 and 12.

【0036】前記ロータヨーク31,32は、請求の範
囲の磁束分流手段を構成するもので、強磁性体により半
円弧状に形成されていて、図1において、両円周方向上
端面相互間と下端面相互間には、磁束分離部として磁気
的に分離可能な幅の空隙a1,a2 がそれぞれ形成され
ている。さらに詳述すると、両ロータヨーク31,32
における空隙a1 側端部の外周面がそれぞれ小間隙b
1 ,b2 を有して永久磁石14の円弧状内周面と対面
し、また、両ロータヨーク31,32のもう一方の端部
の外周面がそれぞれ小間隙c1 ,c2 を有してステータ
18の円弧状内周面と対面すると共に、両ロータヨーク
31,32の中間部外周面がそれぞれ小間隙d1 ,d2
を有して両ステータ15,16の円弧状内周面と対面し
た状態となっている。
The rotor yokes 31 and 32 constitute the magnetic flux shunting means in the claims, and are formed of a ferromagnetic material in a semicircular arc shape, and in FIG. Between the end faces, voids a 1 and a 2 having magnetically separable widths are formed as magnetic flux separating portions, respectively. More specifically, both rotor yokes 31, 32
The outer peripheral surface of the end portion on the side of the void a 1 in FIG.
1 and b 2 face the arc-shaped inner peripheral surface of the permanent magnet 14, and the outer peripheral surfaces of the other ends of both rotor yokes 31 and 32 have small gaps c 1 and c 2 , respectively. While facing the arc-shaped inner peripheral surface of the stator 18, the outer peripheral surfaces of the intermediate portions of both rotor yokes 31 and 32 are respectively small gaps d 1 and d 2.
Are provided so as to face the arc-shaped inner peripheral surfaces of both stators 15 and 16.

【0037】従って、永久磁石14の磁束は、図1にお
いて、上側ボディヨーク1内で左右に分流された後、そ
れぞれ上側の各連結用ヨーク5,6、各ステータヨーク
3,4(以上で請求の範囲の磁気通路形成手段を構
成)、各ステータ15,16を経由し、小間隙d1 ,d
2 をそれぞれ通過して各ロータヨーク31,32に流れ
込み、さらに、小間隙b1 ,b2 をそれぞれ通過して永
久磁石14に戻る、という分流された2つの磁気通路D
1 ,D2 の他、上側ボディヨーク1内で左右に分流され
た後、それぞれ上側の各連結用ヨーク5,6、各ステー
タヨーク3,4、下側の連結ヨーク7,8(以上で請求
の範囲の磁気通路形成手段を構成)を経由して、ステー
タ18に合流し、小間隙c1 ,c2 をそれぞれ通過して
各ロータヨーク31,32に分流され、さらに、小間隙
1 ,b2 をそれぞれ通過して永久磁石14に戻る、と
いう分流された2つの磁気通路D3 ,D4 が形成された
状態となっている。
Therefore, in FIG. 1, the magnetic flux of the permanent magnet 14 is divided into the left and right in the upper body yoke 1, and then the upper connecting yokes 5 and 6 and the stator yokes 3 and 4 (in the above claims). The magnetic path forming means in the range of 1), and the small gaps d 1 and d via the respective stators 15 and 16.
The two divided magnetic paths D pass through 2 and flow into the rotor yokes 31 and 32, respectively, and further pass through the small gaps b 1 and b 2 and return to the permanent magnet 14.
In addition to 1 , D 2 , after being split into the left and right in the upper body yoke 1, the upper connecting yokes 5 and 6, the stator yokes 3 and 4, the lower connecting yokes 7 and 8 (requested above) Of the magnetic path forming means in the range of ( 1) , merges with the stator 18, passes through the small gaps c 1 and c 2 , respectively, and is divided into the rotor yokes 31 and 32, and further, the small gaps b 1 and b. In this state, two shunted magnetic paths D 3 and D 4 are formed, each passing through 2 and returning to the permanent magnet 14.

【0038】次に、図3に示すコイル駆動回路について
説明すると、前記コイル19,20の一方端は、ターミ
ナル21を介してバッテリBaのプラス極に接続され、
また、コイル19,20のもう一方端は、ターミナル2
2,23をそれぞれ介してNPNトランジスタ24,2
5のコレクタ側にそれぞれ接続されていて、該NPNト
ランジスタ24,25のエミッタ側は共に接地されてい
る。なお、図において26,27は各コイル19,20
に対しそれぞれ並列に組み込んだサージ吸収用ダイオー
ドである。
Next, the coil drive circuit shown in FIG. 3 will be described. One ends of the coils 19 and 20 are connected to the positive pole of the battery Ba through the terminal 21,
The other ends of the coils 19 and 20 are connected to the terminal 2
NPN transistors 24 and 2 via 2 and 23 respectively
5 and the emitter sides of the NPN transistors 24 and 25 are both grounded. In the figure, 26 and 27 are coils 19 and 20, respectively.
On the other hand, it is a surge absorbing diode that is installed in parallel.

【0039】また、コイル20側のNPNトランジスタ
25のベース側にはデューティ信号S(D)が入力さ
れ、また、コイル19側のNPNトランジスタ24のベ
ース側にはインバータ28を経由してデューティ信号S
(D)が入力されていて、デューティ信号S(D)のオ
ン時間TaはNPNトランジスタ25のみ導通させるこ
とによりコイル20側にバッテリBaの電流を流し、ま
た、デューティ信号S(D)のオフ時間TbはNPNト
ランジスタ24のみ導通させることによりコイル19側
にバッテリBaの電流を流すようになっている。そし
て、この各コイル19,20への通電により、永久磁石
14の磁束による分流された左右一対の磁気通路のう
ち、ステータ18を通る方の各磁気通路D3 ,D4 の流
れ方向とは一致するが、もう一方の各磁気通路D1 ,D
2 の流れ方向とは逆行する方向の磁束φ1 ,φ2 を発生
させるように配線されている。以上のように、前記コイ
ル19,20とコイル駆動回路とで請求の範囲のコイル
手段が構成されている。
The duty signal S (D) is input to the base side of the NPN transistor 25 on the coil 20 side, and the duty signal S (D) is input to the base side of the NPN transistor 24 on the coil 19 side via the inverter 28.
(D) is input, the duty signal S (D) is turned on for a period of time Ta so that only the NPN transistor 25 is turned on to allow the current of the battery Ba to flow to the coil 20 side, and the duty signal S (D) is turned off. Tb allows only the NPN transistor 24 to conduct so that the current of the battery Ba flows to the coil 19 side. When the coils 19 and 20 are energized, the flow direction of the magnetic paths D 3 and D 4 of the pair of left and right magnetic paths divided by the magnetic flux of the permanent magnet 14 and passing through the stator 18 is the same. However, the other magnetic path D 1 , D
The wires are wired so as to generate magnetic fluxes φ 1 and φ 2 in the direction opposite to the flow direction of 2 . As described above, the coils 19 and 20 and the coil drive circuit constitute the coil means in the claims.

【0040】次に、実施例の作用を説明する。 (イ)コイル無通電時 磁気回路は漏れ回路が多く、正確に磁束の流れを解析す
ることは困難であるため、ここでは、磁束の主な流れに
ついて説明すると、コイル19,20への無通電状態に
おいては、永久磁石14の磁束は、前述のように、4つ
の磁気通路D1,D2 ,D3 ,D4 を流れた状態となっ
ている。
Next, the operation of the embodiment will be described. (B) When the coil is de-energized Since there are many leakage circuits in the magnetic circuit and it is difficult to analyze the flow of the magnetic flux accurately, the main flow of the magnetic flux will be explained here. In the state, the magnetic flux of the permanent magnet 14 is in the state of flowing through the four magnetic paths D 1 , D 2 , D 3 and D 4 as described above.

【0041】この時、図1の状態からロータ回転軸30
をいずれかの方向に回転させると、両ロータヨーク3
1,32と永久磁石14との間の対向面に形成される両
小間隙b1 ,b2 の面積、及び、両ロータヨーク31,
32とステータ18との間の対向面に形成される小間隙
1 ,c2 の面積、即ち、一方の左右一対の磁気通路D
1 ,D2 及びもう一方の左右一対の磁気通路D3 ,D4
の断面積がそれぞれ同一でなくなるため、それぞれ断面
積の大きい方の磁気通路側に対し小さい方の磁気通路側
の磁気抵抗が大きくなるという磁気抵抗差が発生する
が、両小間隙部b1,b2 、及び、両小間隙部b1 ,b2
における磁気抵抗をそれぞれ減少(面積をそれぞれ増
加)させる方向に両ロータヨーク31,32を回転させ
るトルクが互いに相対する方向に作用し、このため、両
方の対向するトルクが均等にバランスする位置、即ち、
両小間隙b1 ,b2 及び両小間隙b1 ,b2 の面積が同
一となる中性安定位置(図1の状態)にロータ回転軸3
0を復帰させる復帰トルクが常に働いた状態となってい
る。
At this time, from the state of FIG.
Rotating in either direction, both rotor yokes 3
1 , 32 and the areas of the small gaps b 1 and b 2 formed on the facing surfaces between the permanent magnets 14 and the rotor yokes 31,
32, the area of the small gaps c 1 and c 2 formed on the opposing surfaces between the stator 18 and the stator 18, that is, the pair of left and right magnetic paths D
1 , D 2 and the other pair of left and right magnetic paths D 3 , D 4
For cross-sectional area is no longer the same, respectively, although the magnetic resistance difference of magnetic resistance increases the larger the smaller magnetic path side to the magnetic passage side of the cross-sectional area respectively are generated, both small clearance portion b 1, b 2 and both small gaps b 1 , b 2
The torques that rotate the rotor yokes 31 and 32 in the directions in which the magnetic resistances in (1) and (2) are respectively reduced (increase in area) act in the directions opposite to each other.
At the neutral stable position (state of FIG. 1) where the areas of both small gaps b 1 and b 2 and both small gaps b 1 and b 2 are the same, the rotor rotation shaft 3
The return torque for returning 0 is always in operation.

【0042】従って、コイル19,20への無通電状態
においては、ロータ回転軸30を中性安定位置に保持さ
せることができるもので、この中性安定位置をロータ回
転角θ=0°とし、この位置からロータ回転軸30がい
ずれかの方向に回転した場合には、その回転による磁気
抵抗変化量に比例した中性安定位置への復帰トルクが発
生し、この復帰トルクの強さがロータ回転軸30の所定
ロータ回転角θにおける外乱に対する保持力の大きさと
なる。
Therefore, when the coils 19 and 20 are not energized, the rotor rotary shaft 30 can be held at the neutral stable position. The neutral stable position is the rotor rotation angle θ = 0 °. When the rotor rotation shaft 30 rotates in either direction from this position, a return torque to the neutral stable position is generated in proportion to the amount of change in the magnetic resistance due to the rotation, and the intensity of this return torque depends on the rotor rotation. It becomes the magnitude of the holding force against the disturbance at the predetermined rotor rotation angle θ of the shaft 30.

【0043】図4はロータ回転角θに対する復帰トルク
T特性を示すもので、この図に示すように、ロータ回転
軸30の反時計方向回転をマイナス角度、時計方向回転
をプラス角度とすると、コイル無通電状態においてロー
タ回転軸30を回転させた場合の復帰トルクT特性は
[I]に示すようになる。なお、ロータ回転角θと復帰
トルクTは同方向であり、即ち、復帰トルクTが正だと
ロータ回転角θを増やす方向で、復帰トルクTが負だと
ロータ回転角θを減らす方向であり、従って、図4のR
2 で示すロータ回転角θ=0°の位置がロータ回転軸3
0の中性安定位置となる。そして、ロータ回転軸30の
ロータ回転角θに対する復帰トルクTの変化率(勾配)
が大きい程、ひいては両磁気通路D1 ,D2 及び両磁気
通路D3 ,D4 における磁気抵抗変化率が大きい程、外
乱に対する保持力が大きいことになる。
FIG. 4 shows a return torque T characteristic with respect to the rotor rotation angle θ. As shown in FIG. 4, assuming that the counterclockwise rotation of the rotor rotation shaft 30 is a minus angle and the clockwise rotation is a plus angle, the coil is The return torque T characteristic when the rotor rotary shaft 30 is rotated in the non-energized state is as shown in [I]. Note that the rotor rotation angle θ and the return torque T are in the same direction, that is, when the return torque T is positive, the rotor rotation angle θ is increased, and when the return torque T is negative, the rotor rotation angle θ is decreased. , Therefore R in FIG.
The position of the rotor rotation angle θ = 0 ° shown in 2 is the rotor rotation shaft 3
The neutral position is 0. Then, the rate of change (gradient) of the return torque T with respect to the rotor rotation angle θ of the rotor rotation shaft 30.
The larger is the magnetic resistance change rate in the magnetic paths D 1 and D 2 and the magnetic paths D 3 and D 4, the larger is the holding force against disturbance.

【0044】従って、永久磁石14の磁束を磁気通路D
1 ,D2 ,D3 ,D4 に集中することにより、永久磁石
14が持つ磁気エネルギを復帰トルクTとして最大限に
効率利用することができることになる。
Therefore, the magnetic flux of the permanent magnet 14 is passed through the magnetic path D.
By concentrating on 1 , D 2 , D 3 , and D 4 , the magnetic energy possessed by the permanent magnet 14 can be utilized as the return torque T to the maximum efficiency.

【0045】(ロ)コイル通電時 次に、図3に示すようなデューティ信号S(D)でコイ
ル19,20に通電した場合、デューティ信号S(D)
のオン時間Taにはコイル20側にだけ通電され、これ
により、ステータ16側にφ2 の方向(永久磁石14の
磁束による磁気通路D4 の流れ方向とは同一で磁気通路
2 の流れ方向とは逆行する方向)の磁束を発生させ、
また、オフ時間Tbにはコイル19側にだけ通電され、
これにより、ステータ15側にφ1 の方向(永久磁石1
4の磁束による磁気通路D3 の流れ方向とは同一で磁気
通路D1 の流れ方向とは逆行する方向)の磁束を発生さ
せる。しかし、実際には、1/(Ta+Tb)の駆動周
波数は、100〜500Hz程度でコイル19,20の
時定数がそれより十分大きいのでコイル19,20に
は、通電電流に対し、オフデューティ比(=Tb×10
0/(Ta+Tb)%)、または、オンデューティ比
(=Ta×100/(Ta+Tb)%)に相当する平均
的な電流が流れ、ステータ15,16には各平均電流に
対する平均磁束が発生すると考えることができる。
(B) When the coil is energized Next, when the coils 19 and 20 are energized with the duty signal S (D) as shown in FIG. 3, the duty signal S (D) is supplied.
During the on-time Ta of, the coil 20 is energized only on the coil 20 side, so that the direction of φ 2 is the same on the stator 16 side (the same as the magnetic path D 4 due to the magnetic flux of the permanent magnet 14 and the magnetic path D 2 ). Generates a magnetic flux in the direction opposite to
Further, during the off time Tb, the coil 19 is energized only,
As a result, the direction of φ 1 (permanent magnet 1
The magnetic flux of No. 4 is the same as the flow direction of the magnetic path D 3 but is opposite to the flow direction of the magnetic path D 1 ). However, in reality, the drive frequency of 1 / (Ta + Tb) is about 100 to 500 Hz, and the time constants of the coils 19 and 20 are sufficiently larger than that, so that the coils 19 and 20 have an off duty ratio ( = Tb × 10
It is considered that an average current corresponding to 0 / (Ta + Tb)% or an on-duty ratio (= Ta × 100 / (Ta + Tb)%) flows and an average magnetic flux for each average current is generated in the stators 15 and 16. be able to.

【0046】以上のように、両コイル19,20への通
電により、両ステータ15,16に対し、永久磁石14
の磁束による分流された各磁気通路D1 ,D2 の流れ方
向とは逆行する方向の磁束φ1 ,φ2 を発生させると、
該磁束φ1 ,φ2 によって永久磁石14による各磁気通
路D1 ,D2 の磁束が弱められる一方で、各磁気通路D
3 ,D4 の磁束は強められることになる。
As described above, when the coils 19 and 20 are energized, the permanent magnet 14 is applied to both the stators 15 and 16.
When the magnetic fluxes φ 1 and φ 2 are generated in the directions opposite to the flow directions of the respective magnetic paths D 1 and D 2 shunted by the magnetic flux of
The magnetic fluxes φ 1 and φ 2 weaken the magnetic fluxes of the magnetic paths D 1 and D 2 by the permanent magnet 14, while the magnetic paths D 1 and D 2 are weakened.
The magnetic flux of 3 , D 4 will be strengthened.

【0047】従って、オンデューティ比が50%(オフ
デューティ比も50%)で両ステータ15,16におけ
る両磁束φ1 ,φ2 の強さが均一である時は、両磁気通
路D1 ,D2 相互間、及び、両磁気通路D3 ,D4 相互
間における両磁束の強さも均一状態に維持されることか
ら、ロータ回転軸30は、図4のR2 に示すロータ回転
角θ=0°の中性安定位置に保持された状態となる。
Therefore, when the on-duty ratio is 50% (and the off-duty ratio is also 50%) and the strengths of both magnetic fluxes φ 1 and φ 2 in both stators 15 and 16 are uniform, both magnetic paths D 1 and D 2 are generated. Since the strength of both magnetic fluxes between the two and between the two magnetic paths D 3 and D 4 is also maintained in a uniform state, the rotor rotation shaft 30 has the rotor rotation angle θ = 0 shown by R 2 in FIG. ° Neutral stable position is maintained.

【0048】次に、オンデューティ比が100%(オフ
デューティ比が0%)の時は、コイル19が巻かれたス
テータ15側の磁束φ1 が0%で、コイル20が巻かれ
たステータ16側の磁束φ2 が100%となるため、該
ステータ16側を通る磁気通路D2 側の磁束だけが磁束
φ2 によって弱められ、磁気通路D3 側の磁束D4 だけ
が磁束φ2 によって強められ、これにより、両磁気通路
1 ,D2 相互間、及び両磁気通路D3 ,D4 相互間に
おける磁束の強さがそれぞれ不均一となることから、両
小間隙b1 ,b2 及び両小間隙c1 ,c2 の面積がそれ
ぞれ同一の状態では両磁気通路D1 ,D2 相互間及び両
磁気通路D3 ,D4 相互間における磁気抵抗のバランス
が崩れた状態となるため、再び磁気抵抗がバランスする
方向、即ち、ロータ回転軸30を時計方向に回転させる
正のトルクが発生し、この正のトルクにより、ロータ回
転軸30を図 のR3 に示すロータ回転角θ=+20°
の位置まで回転させ、図 の[II]に示す復帰トルクT
特性により、そのロータ回転角θ位置に保持させること
ができる。
Next, when the on-duty ratio is 100% (off-duty ratio is 0%), the magnetic flux φ 1 on the side of the stator 15 around which the coil 19 is wound is 0%, and the stator 16 around which the coil 20 is wound. the magnetic flux phi 2 side is 100% by flux of the magnetic path D 2 side through the stator 16 side is weakened by the magnetic flux phi 2, intensified by the magnetic flux D 4 of the magnetic path D 3 side by the magnetic flux phi 2 As a result, the magnetic flux strengths between the two magnetic paths D 1 and D 2 and between the two magnetic paths D 3 and D 4 become non-uniform, so that both small gaps b 1 , b 2 and When the small gaps c 1 and c 2 have the same area, the magnetic resistances between the magnetic paths D 1 and D 2 and between the magnetic paths D 3 and D 4 are out of balance. The direction in which the magnetic resistance is balanced again, that is, the rotor rotation shaft A positive torque is generated to rotate the rotor in the clockwise direction, and this positive torque causes the rotor rotation shaft 30 to rotate at the rotor rotation angle θ = + 20 ° shown by R 3 in the figure.
Return torque T shown in [II] in the figure
Depending on the characteristics, it can be held at the rotor rotation angle θ position.

【0049】また、オンデューティ比が0%(オフデュ
ーティ比が100%)の時は、以上とは逆に、コイル1
9が巻かれたステータ15側の磁束φ1 が100%で、
コイル20が巻かれたステータ16側の磁束φ2 が0%
となるため、ロータ回転軸30を反時計方向に回転させ
る負のトルクが発生し、この負のトルクにより、ロータ
回転軸30を図4のR1 に示すロータ回転角θ=−20
°の位置まで回転させ、図4の[III] に示す復帰トルク
T特性により、そのロータ回転角θ位置に保持させるこ
とができる。これは、オンデューティ比制御によりロー
タ回転角θを−20°〜+20°の範囲内で任意の位置
に制御できることを意味している。
Further, when the on-duty ratio is 0% (the off-duty ratio is 100%), contrary to the above, the coil 1
The magnetic flux φ 1 on the side of the stator 15 around which 9 is wound is 100%,
The magnetic flux φ 2 around the stator 16 around which the coil 20 is wound is 0%.
Therefore, a negative torque for rotating the rotor rotation shaft 30 in the counterclockwise direction is generated, and the negative torque causes the rotor rotation shaft 30 to rotate at the rotor rotation angle θ = −20 shown by R 1 in FIG.
The rotor can be rotated to the position of .degree. And held at the rotor rotation angle .theta. Position by the return torque T characteristic shown in [III] of FIG. This means that the rotor rotation angle θ can be controlled to an arbitrary position within the range of −20 ° to + 20 ° by the on-duty ratio control.

【0050】なお、図5はオンデューティ比に対するロ
ータ回転角θの可変特性を示したものである。
FIG. 5 shows a variable characteristic of the rotor rotation angle θ with respect to the on-duty ratio.

【0051】また、図6は、小間隙b1 ,b2 部分と、
空隙a1 部分の回動方向長さの比率をロータ回転軸30
の回転角で表わした説明図であり、この図に示すよう
に、中性安定位置にある場合において、ロータ回転軸3
0の回転角範囲をθ0 、永久磁石14の内径側円弧部分
の回転角をθm 、空隙a部分の回転角をθs 、小間隙b
2 部分の回転角をθr (=θm /2−θs /2)とする
と、空隙a部分の回転角θs は10°〜20°の範囲で
設定することが、永久磁石14の磁束の2分割分離上望
ましく、また、小間隙b2 部分の回転角θr とロータ回
転軸30の回転角範囲θ0 の2分の1との差(θr −θ
s /2)は、5°〜10°の範囲で設定することが、ロ
ータ回転軸30の回転角範囲θ0 内におけるリニアなト
ルク可変特性、及び、デューティ比に対するロータ回転
角θのリニアな可変特性を得る上において望ましい。
FIG. 6 shows small gaps b 1 and b 2 and
The ratio of the length of the gap a 1 in the rotation direction is determined by the rotor rotation shaft 30.
FIG. 3 is an explanatory view represented by the rotation angle of the rotor rotation shaft 3 in the neutral stable position as shown in FIG.
The rotation angle range of 0 is θ 0 , the rotation angle of the arc portion of the inner diameter side of the permanent magnet 14 is θ m , the rotation angle of the gap a is θ s , and the small gap b.
When the rotation angle of the two portions is θ r (= θ m / 2-θ s / 2), the rotation angle θ s of the air gap a can be set within the range of 10 ° to 20 °. 2 division demultiplexing on desirable in, also a small gap b difference 1 and half of the second partial rotation angle range theta 0 of the rotation angle theta r and the rotor rotational axis 30 of the (theta r - [theta]
s / 2) can be set within the range of 5 ° to 10 ° by setting the linear torque variable characteristic within the rotation angle range θ 0 of the rotor rotation shaft 30 and the linear variation of the rotor rotation angle θ with respect to the duty ratio. It is desirable for obtaining the characteristics.

【0052】以上説明してきたように、この第1実施例
のロータリアクチュエータにあっては、以下に列挙する
効果が得られる。 永久磁石14の磁束は、主として該永久磁石14
と、両ステータ15,16と、両ロータヨーク31,3
2とを経由する各磁気通路D1 ,D2 、及び、該永久磁
石14と、ステータ18と、両ロータヨーク31,32
とを経由する各磁気通路D3 ,D4 を流れ、従来例のよ
うな磁気エネルギロスの原因となるその他の短絡路は存
在しない構造であるため、永久磁石14の持つ磁気エネ
ルギを効率的に利用することができ、従って、通電電流
の増加による消費電力の増大及び高価な永久磁石の採用
によるコストアップをきたすことなしに、所定の回転角
θ位置での外乱トルクに対する保持力を高めることがで
きるようになる。
As described above, the rotary actuator of the first embodiment has the following effects. The magnetic flux of the permanent magnet 14 is mainly
And both stators 15 and 16 and both rotor yokes 31 and 3
2 and the magnetic paths D 1 and D 2 and the permanent magnet 14, the stator 18, and the rotor yokes 31 and 32.
Since there is no other short-circuit path that flows through the magnetic paths D 3 and D 4 via and and causes the magnetic energy loss as in the conventional example, the magnetic energy of the permanent magnet 14 can be efficiently transferred. Therefore, it is possible to increase the holding force against the disturbance torque at the predetermined rotation angle θ position without increasing the power consumption due to the increase of the energization current and the cost increase due to the use of the expensive permanent magnet. become able to.

【0053】 左右一対のステータ15,16の両方
にコイル19,20を備えたことで、広いロータ回転角
範囲θ0 を得ることができるようになる。
By providing the coils 19 and 20 on both the pair of left and right stators 15 and 16, it is possible to obtain a wide rotor rotation angle range θ 0 .

【0054】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。なお、この他の実施例においては、前記第1実施例
と原理的に見てほぼ同様の構成部分には同一の符号を付
けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In addition, in the other embodiments, the same reference numerals are given to substantially the same components in principle as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted, and only the differences will be described.

【0055】(第2実施例)図7に示す第2実施例のロ
ータリアクチュエータは、ボディヨーク1,2を平坦な
板状に形成することにより、連結ヨーク5,6,7,8
を省略した変形例を示すものであって、前記第1実施例
とほぼ同様の作用効果が得られる。
(Second Embodiment) In the rotary actuator of the second embodiment shown in FIG. 7, the connecting yokes 5, 6, 7, 8 are formed by forming the body yokes 1, 2 in a flat plate shape.
This is a modified example in which is omitted, and substantially the same operational effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0056】(第3実施例)図8に示す第3実施例のロ
ータリアクチュエータは、前記第1実施例におけるステ
ータ18を永久磁石29と入れ換えた変形例を示すもの
である。
(Third Embodiment) A rotary actuator of a third embodiment shown in FIG. 8 shows a modification in which the stator 18 in the first embodiment is replaced with a permanent magnet 29.

【0057】即ち、この実施例では、永久磁石29とし
て、前記永久磁石14とはその内周側が互いに異なる極
となるように半径方向に2極着磁されたフェライト磁石
が用いられており、このため、この永久磁石29の磁束
により、該磁束が両ロータヨーク31,32との間にそ
れぞれ形成された小間隙c1 ,c2 を通過して各ロータ
ヨーク31,32に分流され、さらに、小間隙d1 ,d
2 を通過して各ステータ15,16に流れ込んだ後、各
ステータヨーク3,4、下側の連結ヨーク7,8及び下
側のボディヨーク2を経由して、永久磁石29に戻る、
という2つの磁気通路D5 ,D6 が形成された状態とな
る。
That is, in this embodiment, as the permanent magnet 29, a ferrite magnet is used, which is magnetized in two radial directions so that the inner peripheral sides of the permanent magnet 14 are different from each other. Therefore, due to the magnetic flux of the permanent magnet 29, the magnetic flux passes through the small gaps c 1 and c 2 formed between the rotor yokes 31 and 32, respectively, and is shunted to the rotor yokes 31 and 32. d 1 , d
After passing through 2 and flowing into each of the stators 15 and 16, it returns to the permanent magnet 29 via each of the stator yokes 3 and 4, the lower connecting yokes 7 and 8 and the lower body yoke 2.
Thus, the two magnetic paths D 5 and D 6 are formed.

【0058】従って、この実施例では、分流された新た
な一対の磁気通路D5 ,D6 により、小間隙d1 ,d2
における磁気抵抗変化率を大きくすることができるもの
で、これにより、所定の回転角θ位置での外乱トルクに
対する保持力をさらに高めることができるようになる。
Therefore, in this embodiment, the small gaps d 1 and d 2 are formed by the new pair of divided magnetic paths D 5 and D 6.
It is possible to increase the rate of change in the magnetic resistance in the above condition, whereby the holding force against the disturbance torque at the predetermined rotation angle θ position can be further increased.

【0059】以上、実施例を図面に基づいて説明してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっ
ても本発明に含まれる。
The embodiment has been described above with reference to the drawings. However, the specific structure is not limited to this embodiment, and the present invention is applicable even if there are design changes and the like within the scope not departing from the gist of the present invention. include.

【0060】例えば、実施例では、左右一対のステータ
15,16の両方にコイル手段を備えたが、いずれか一
方のみであってもよい。ただし、この場合は、回動側部
材Bの回動範囲が半分となる。しかし、一方のステータ
15または16に、磁束の方向が互いに逆方向となる2
つのコイルを有するコイル手段を設けた状態(例えば、
前記実施例におけるコイル19,20を一方のステータ
15または16に同時に巻いた状態)とすることによ
り、両ステータ15,16にそれぞれコイル手段を設け
た場合と同様の回動範囲が得られるようになる。
For example, in the embodiment, the coil means is provided on both the pair of left and right stators 15 and 16, but only one of them may be provided. However, in this case, the rotation range of the rotation-side member B is halved. However, in one of the stators 15 or 16, the directions of magnetic flux are opposite to each other.
A state in which a coil means having two coils is provided (for example,
By setting the coils 19 and 20 in the above embodiment wound around one stator 15 or 16 at the same time), it is possible to obtain the same rotation range as when the coil means is provided on both stators 15 and 16. Become.

【0061】また、実施例では、磁束分離部として両磁
束分流手段相互間を空隙(a1 ,a2 )により磁気的に
分離したが、非磁性部材を介装させることで磁気的に分
離させてもよい。
In the embodiment, the magnetic flux separating portions are magnetically separated from each other by the air gaps (a 1 and a 2 ), but they are magnetically separated by interposing a non-magnetic member. May be.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明請求項
1記載のロータリアクチュエータにあっては、前述のよ
うに、永久磁石の磁束が、永久磁石,両磁束分流手段,
両ステータ及び両磁気通路形成手段で構成される2つの
磁気通路と、永久磁石,両磁束分流手段,ステータ及び
両磁気通路形成手段で構成される2つの磁気通路のみを
流れ、従来例のような磁気エネルギロスの原因となるそ
の他の短絡路は存在しない構造としたことで、永久磁石
の持つ磁気エネルギを効率的に利用することができ、従
って、消費電力の増大及びコストアップをきたすことな
しに、所定の回転位置での外力に対する保持力を高める
ことができるようになるという効果が得られる。
As described above, in the rotary actuator according to the first aspect of the present invention, as described above, the magnetic flux of the permanent magnet is the permanent magnet, both magnetic flux shunting means,
Only two magnetic paths formed by both stators and both magnetic path forming means and only two magnetic paths formed by the permanent magnet, both magnetic flux shunting means, stator and both magnetic path forming means flow as in the conventional example. By adopting a structure in which other short-circuit paths that cause magnetic energy loss do not exist, the magnetic energy of the permanent magnet can be efficiently used, and therefore, increase in power consumption and cost increase can be achieved. The effect that the holding force against the external force at the predetermined rotation position can be increased is obtained.

【0063】また、請求項2記載のロータリアクチュエ
ータでは、前記請求項1記載のロータリアクチュエータ
における磁束分離部側のステータを永久磁石に入れ換え
た構成とすることにより、磁気通路の磁束が強くなり、
これにより、所定の駆動位置での外力に対する保持力を
さらに高めることができるようになるという効果が得ら
れる。
In the rotary actuator according to the second aspect of the present invention, the magnetic flux in the magnetic path is strengthened by replacing the stator on the magnetic flux separating portion side of the rotary actuator according to the first aspect with a permanent magnet.
As a result, it is possible to obtain an effect that the holding force against the external force at the predetermined drive position can be further increased.

【0064】また、請求項3記載のロータリアクチュエ
ータでは、前記一方のステータに設けられたコイル手段
を、該ステータに発生させる磁束の方向を正逆切り換え
可能で正逆各磁束の起磁力をコントロール可能としたこ
とで、回動側部材を中性安定位置を中心として互いに反
対方向に回動させることができ、即ち、回動側部材の回
動範囲を広げることができるようになるという効果が得
られる。
In the rotary actuator according to a third aspect of the present invention, the direction of the magnetic flux generated in the stator of the coil means provided in the one stator can be switched between normal and reverse, and the magnetomotive force of each forward and reverse magnetic flux can be controlled. By doing so, it is possible to rotate the rotating side members in mutually opposite directions about the neutral stable position, that is, it is possible to widen the rotating range of the rotating side member. To be

【0065】また、請求項4記載のロータリアクチュエ
ータでは、前記請求項3において、前記一方のステータ
に設けられたコイル手段が、該ステータに互いに逆方向
の磁束を発生させる2つのコイルを備えている構成とし
たことで、2つのコイルに対する通電制御により回動側
部材を中性安定位置を中心として互いに反対方向に回動
させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the rotary actuator according to the third aspect, the coil means provided on the one stator includes two coils for generating magnetic fluxes in opposite directions to the stator. With the configuration, the turning-side member can be turned in mutually opposite directions about the neutral stable position by controlling the energization of the two coils.

【0066】また、請求項5記載のロータリアクチュエ
ータでは、前記請求項4において、デューティ信号に基
づき、オンデューティ時には一方のコイル手段のみに通
電し、オフデューティ時にはもう一方のコイル手段のみ
に通電し、デューティ信号のデューティ比を可変制御す
ることにより両ステータに発生させる起磁力をコントロ
ールするようにしたことで、デューティ比を可変制御す
るだけで、回動側部材を中性安定位置を中心として互い
に反対方向に回動させることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the rotary actuator according to the fourth aspect, only one coil means is energized during on-duty and only the other coil means is energized during off-duty based on the duty signal. By controlling the magnetomotive force generated in both stators by variably controlling the duty ratio of the duty signal, the rotation side members are opposite to each other around the neutral stable position only by variably controlling the duty ratio. Can be rotated in any direction.

【0067】また、請求項6記載のロータリアクチュエ
ータでは、前記一対の両ステータには、回動側部材の回
動方向と直交する方向で両磁束分流手段と対面する側が
同一の極となる磁束を発生させると共にその起磁力をコ
ントロール可能なコイル手段が設けられている構成とし
たことで、回動側部材を中性安定位置を中心として互い
に反対方向に回動させることができ、即ち、回動側部材
の駆動範囲を広げることができるようになるという効果
が得られる。
Further, in the rotary actuator according to a sixth aspect of the present invention, the pair of stators are provided with a magnetic flux having a same pole on the side facing both the magnetic flux shunting means in the direction orthogonal to the rotating direction of the rotating side member. Since the coil means capable of generating and controlling the magnetomotive force is provided, the rotating side members can be rotated in the opposite directions about the neutral stable position, that is, the rotating The effect that the driving range of the side member can be widened is obtained.

【0068】また、請求項7記載のロータリアクチュエ
ータでは、前記請求項6において、デューティ信号に基
づき、オンデューティ時には一方のコイル手段のみに通
電し、オフデューティ時にはもう一方のコイル手段のみ
に通電し、デューティ信号のデューティ比を可変制御す
ることにより一対の両ステータに発生させる起磁力をコ
ントロールするようにしたことで、回動側部材を中性安
定位置を中心として互いに反対方向に回動させることが
できる。
Further, in the rotary actuator according to a seventh aspect of the present invention, according to the sixth aspect, based on the duty signal, only one coil means is energized during on-duty and only the other coil means is energized during off-duty. By controlling the magnetomotive force generated in the pair of stators by variably controlling the duty ratio of the duty signal, it is possible to rotate the rotating side members in opposite directions about the neutral stable position. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明第1実施例のロータリアクチュエータを
示す図2のI−I線における断面図である。
FIG. 1 is a sectional view taken along line I-I of FIG. 2 showing a rotary actuator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明第1実施例のロータリアクチュエータを
示す図1のII−II線における断面図である。
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1 showing the rotary actuator of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明第1実施例のロータリアクチュエータに
おけるコイル駆動回路を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a coil drive circuit in the rotary actuator of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明第1実施例のロータリアクチュエータに
おけるロータ回転角に対する復帰トルク特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram of return torque with respect to a rotor rotation angle in the rotary actuator of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明第1実施例のロータリアクチュエータに
おけるオンデューティ比に対するロータ回転角の可変特
性図である。
FIG. 5 is a variable characteristic diagram of the rotor rotation angle with respect to the on-duty ratio in the rotary actuator of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明第1実施例のロータリアクチュエータに
おける両小間隙部分と空隙部分の回転方向長さの比率を
回転角で示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing, in terms of a rotation angle, a ratio of lengths in the rotation direction of both small gap portions and a gap portion in the rotary actuator of the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明第2実施例のロータリアクチュエータを
示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a rotary actuator of a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明第3実施例のロータリアクチュエータを
示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a rotary actuator according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 固定側部材 B 駆動側部材 D1 磁気通路 D2 磁気通路 D3 磁気通路 D4 磁気通路 D5 磁気通路 D6 磁気通路 a1 空隙(磁束分離部) a2 空隙(磁束分離部) b1 小間隙 b2 小間隙 c1 小間隙 c2 小間隙 d1 小間隙 d2 小間隙 1 ボディヨーク(磁気通路形成手段) 2 ボディヨーク(磁気通路形成手段) 3 ステータヨーク(磁気通路形成手段) 4 ステータヨーク(磁気通路形成手段) 5 連結ヨーク(磁気通路形成手段) 6 連結ヨーク(磁気通路形成手段) 7 連結ヨーク(磁気通路形成手段) 8 連結ヨーク(磁気通路形成手段) 14 永久磁石 15 ステータ 16 ステータ 18 ステータ 19 コイル(コイル手段) 20 コイル(コイル手段) 29 永久磁石 31 ロータヨーク(磁束分流手段) 32 ロータヨーク(磁束分流手段)A fixed side member B drive side member D 1 magnetic path D 2 magnetic path D 3 magnetic path D 4 magnetic path D 5 magnetic path D 6 magnetic path a 1 air gap (magnetic flux separation portion) a 2 air gap (magnetic flux separation portion) b 1 Small gap b 2 Small gap c 1 Small gap c 2 Small gap d 1 Small gap d 2 Small gap 1 Body yoke (magnetic passage forming means) 2 Body yoke (magnetic passage forming means) 3 Stator yoke (Magnetic passage forming means) 4 Stator yoke (magnetic path forming means) 5 Connection yoke (magnetic path forming means) 6 Connection yoke (magnetic path forming means) 7 Connection yoke (magnetic path forming means) 8 Connection yoke (magnetic path forming means) 14 Permanent magnet 15 Stator 16 Stator 18 Stator 19 Coil (coil means) 20 Coil (coil means) 29 Permanent magnet 31 Rotor yoke (magnetic flux shunting means) 32 Rotor yoke (magnetic flux shunting means)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 略環状に形成された固定側部材と該固定
側部材内において回動自在に設けられた回動側部材とで
構成され、 前記回動側部材の外周には、外周面が円弧状に形成され
ていてその回動方向両端部相互間にそれぞれ磁束分離部
を介して互いに磁気的に分離された一対の磁性部材より
なる磁束分流手段が設けられ、 前記両磁束分流手段の円弧状外周面と対向する固定側部
材の内面側には、各磁束分流手段の円弧状外周面とそれ
ぞれ所定の小間隙を有して円弧状に対面する一対のステ
ータが設けられ、 該一対の両ステータのうちの少なくとも一方には、回動
側部材の回動方向と直交する方向の磁束を発生させると
共にその起磁力をコントロール可能なコイル手段が設け
られ、 前記両磁束分離部の一方側と対面する固定側部材の内面
側には、回動側部材の回動方向と直交する方向に2極着
磁されていて両磁束分流手段の一方の端部がそれぞれ所
定の小間隙を有して円弧状に対面する永久磁石が設けら
れ、 前記両磁束分離部のもう一方側と対面する固定側部材の
内面側には、両磁束分流手段の回動側部材の回動方向と
直交する方向に突出していて両磁束分流手段のもう一方
の端部がそれぞれ所定の小間隙を有して円弧状に対面す
るステータが設けられ、 前記固定側部材には、回動側部材における各磁束分流手
段と対面する側とはそれぞれ反対側において永久磁石と
両一対の各ステータとの間、及び、ステータと一対の各
ステータとの間をそれぞれ磁気的に連通する磁気通路形
成手段を備えていることを特徴とするロータリアクチュ
エータ。
1. A fixed-side member formed in a substantially annular shape and a turning-side member rotatably provided in the fixed-side member, wherein an outer peripheral surface is provided on an outer periphery of the turning-side member. Magnetic flux shunting means formed of a pair of magnetic members, which are formed in an arcuate shape and are magnetically separated from each other by magnetic flux separating portions, are provided between both ends of the rotating direction, and the circles of the both magnetic flux shunting means are provided. A pair of stators are provided on the inner surface side of the fixed-side member facing the arc-shaped outer peripheral surface, which face the arc-shaped outer peripheral surfaces of the magnetic flux shunting means in a circular arc shape with a predetermined small gap, respectively. At least one of the stators is provided with a coil means capable of generating a magnetic flux in a direction orthogonal to the rotating direction of the rotating member and controlling the magnetomotive force thereof, and facing one side of the both magnetic flux separating portions. On the inner surface side of the fixed side member A permanent magnet is provided, which is magnetized in two poles in a direction orthogonal to the rotating direction of the rotating side member and has one end of each of the magnetic flux shunting means facing each other in an arc shape with a predetermined small gap. , The other side of the two magnetic flux shunting means projecting in the direction orthogonal to the rotating direction of the rotating side member of the two magnetic flux shunting means on the inner surface side of the fixed side member facing the other side of the two magnetic flux separating portions. Is provided with stators facing each other in an arc shape with a predetermined small gap, and the fixed side member is permanently provided on the side opposite to the side facing the magnetic flux shunting means of the rotating side member. A rotary actuator comprising magnetic path forming means for magnetically communicating between the magnet and the pair of stators and between the stator and the pair of stators.
【請求項2】 略環状に形成された固定側部材と該固定
側部材内において回動自在に設けられた回動側部材とで
構成され、 前記回動側部材の外周には、外周面が円弧状に形成され
ていてその回動方向両端部相互間にそれぞれ磁束分離部
を介して互いに磁気的に分離された一対の磁性部材より
なる磁束分流手段が設けられ、 前記両磁束分流手段の円弧状外周面と対向する固定側部
材の内面側には、各磁束分流手段の円弧状外周面とそれ
ぞれ所定の小間隙を有して円弧状に対面する一対のステ
ータが設けられ、 該一対の両ステータのうちの少なくとも一方には、回動
側部材の回動方向と直交する方向の磁束を発生させると
共にその起磁力をコントロール可能なコイル手段が設け
られ、 前記両磁束分離部とそれぞれ対面する固定側部材の内面
側には、回動側部材の回動方向と直交する方向に2極着
磁されていて両磁束分流手段の一方の端部がそれぞれ所
定の小間隙を有して円弧状に対面する一対の永久磁石が
設けられ、 前記固定側部材には、回動側部材における各磁束分流手
段と対面する側とはそれぞれ反対側において両永久磁石
と一対の各ステータとの間をそれぞれ磁気的に連通する
磁気通路形成手段を備えていることを特徴とするロータ
リアクチュエータ。
2. A fixed-side member formed in a substantially annular shape and a turning-side member rotatably provided in the fixed-side member, wherein an outer peripheral surface is provided on the outer circumference of the turning-side member. Magnetic flux shunting means formed of a pair of magnetic members, which are formed in an arcuate shape and are magnetically separated from each other by magnetic flux separating portions, are provided between both ends of the rotating direction, and the circles of the both magnetic flux shunting means are provided. A pair of stators are provided on the inner surface side of the fixed-side member facing the arc-shaped outer peripheral surface, which face the arc-shaped outer peripheral surfaces of the magnetic flux shunting means in a circular arc shape with a predetermined small gap, respectively. At least one of the stators is provided with coil means capable of generating a magnetic flux in a direction orthogonal to the rotating direction of the rotating side member and controlling the magnetomotive force thereof, and fixed to face both the magnetic flux separating portions. On the inner surface of the side member A pair of permanent magnets, which are magnetized in two poles in a direction orthogonal to the rotating direction of the rotating side member, and have one end of each of the magnetic flux shunting means facing each other in an arc shape with a predetermined small gap. The fixed side member is provided with a magnetic path for magnetically communicating between the permanent magnets and the pair of stators on opposite sides of the rotating side member facing the magnetic flux shunting means. A rotary actuator comprising means.
【請求項3】 前記一方のステータに設けられたコイル
手段が、該ステータに発生させる磁束の方向を正逆切り
換え可能で正逆各磁束の起磁力をコントロール可能に構
成されていることを特徴とする請求項1または請求項2
に記載のロータリアクチュエータ。
3. The coil means provided on the one stator is configured so that the direction of the magnetic flux generated in the stator can be switched between normal and reverse directions, and the magnetomotive force of each forward and reverse magnetic flux can be controlled. Claim 1 or Claim 2
The rotary actuator according to.
【請求項4】 前記一方のステータに設けられたコイル
手段が、該ステータに互いに逆方向の磁束を発生させる
2つのコイルを備えていることを特徴とする請求項3に
記載のロータリアクチュエータ。
4. The rotary actuator according to claim 3, wherein the coil means provided on the one stator includes two coils that generate magnetic fluxes in mutually opposite directions in the stator.
【請求項5】 デューティ信号に基づき、オンデューテ
ィ時には一方のコイル手段のみに通電し、オフデューテ
ィ時にはもう一方のコイル手段のみに通電し、デューテ
ィ信号のデューティ比を可変制御することにより両ステ
ータに発生させる起磁力をコントロールするようにした
ことを特徴とする請求項4に記載のロータリアクチュエ
ータ。
5. Based on the duty signal, only one coil means is energized during on-duty and only the other coil means is energized during off-duty, and the duty ratio of the duty signal is variably controlled to generate in both stators. The rotary actuator according to claim 4, wherein the magnetomotive force to be controlled is controlled.
【請求項6】 前記一対の両ステータには、回動側部材
の回動方向と直交する方向で両磁束分流手段と対面する
側が同一の極となる磁束を発生させると共にその起磁力
をコントロール可能なコイル手段が設けられていること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のロータリ
アクチュエータ。
6. The pair of stators can generate a magnetic flux having the same pole on the side facing the magnetic flux shunting means in a direction orthogonal to the rotating direction of the rotating side member, and can control the magnetomotive force thereof. The rotary actuator according to claim 1 or 2, further comprising a flexible coil means.
【請求項7】 デューティ信号に基づき、オンデューテ
ィ時には一方のコイル手段のみに通電し、オフデューテ
ィ時にはもう一方のコイル手段のみに通電し、デューテ
ィ信号のデューティ比を可変制御することにより一対の
両ステータに発生させる起磁力をコントロールするよう
にしたことを特徴とする請求項6に記載のロータリアク
チュエータ。
7. A pair of both stators based on the duty signal, by energizing only one coil means during on-duty and energizing only the other coil means during off-duty and variably controlling the duty ratio of the duty signal. The rotary actuator according to claim 6, characterized in that a magnetomotive force generated in the rotary actuator is controlled.
JP3708795A 1995-02-24 1995-02-24 Rotary actuator Pending JPH08237929A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007318859A (en) * 2006-05-24 2007-12-06 Shinko Electric Co Ltd Actuator

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JP2007318859A (en) * 2006-05-24 2007-12-06 Shinko Electric Co Ltd Actuator

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